庚烷的9种同分异构体 庚烷的同分异构体图片

副标题：环丙烷催化不对称断裂的深入探究

烷烃，作为中学化学课程中常见的有机分子，其立体选择性活化一直是有机化学领域的热点研究课题。传统的烷烃活化方法主要针对C-H键官能团化，例如依赖天然和工程化酶的高对映选择性活化。当前，化学策略大多借助过渡金属配合物，特别是金属-氧化物、金属-类卡宾或金属-光氧化还原体系来促进C-H键的官能团化。与此沸石催化烷烃裂解的技术路线则以质子为主导，能够有效断裂长链烷烃的C-C σ 键，从而生成较小的烯烃和烷烃。

不同于传统的三价碳正离子，质子化烷烃展现出独特的五配位碳正离子结构以及三中心两电子键（如图1A所示）。这种特殊的键合方式与高温、熵驱动的催化裂解紧密相关（如图1B）。沸石催化往往不具备位点及立体选择性，尤其是对映选择性方面仍有待突破。环丙烷因其较大的环张力和独特轨道性质，易于被强酸质子化。研究表明，质子化环丙烷呈现为一种不对称桥接和甲基重叠的结构，并伴有碳正离子的特性（如图1C）。虽然学术界对质子化环丙烷的兴趣浓厚，但其裂解立体化学的控制方法仍有限，需要精心设计底物并付出较多努力。

环丙烷的催化不对称断裂技术取得了新的突破。研究人员利用IDPi Brønsted酸催化剂实现了对完全饱和环丙烷的高度对映选择性断裂，为烯烃的不对称合成提供了新的路径。这一成果由来自全球顶尖学术机构的团队共同完成，充分展示了化学领域的跨国际合作与交流。

相关研究论文：

Ravindra Krushnaji Raut等人. Catalytic asymmetric fragmentation of cyclopropanes. Science, 2024, 386, 225-230. DOI：10.1126/science.adp9061

导师介绍：

Benjamin List

参考资料：